ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ ПРИ ПРЕПОДАВАНИИ ДИСЦИПЛИН, СВЯЗАННЫХ С ИНФОРМАЦИОННЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ

Целью настоящей статьи является обоснование необходимости внедрения технологий виртуализации при обучении программированию. Особенно это полезно при изучении элементов низкоуровневого программирования, что позволяет дать студентам основу для освоения высокоэффективных методов программной разработки. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи: в качестве надежного инструментария для низкоуровневого программирования используется хорошо зарекомендовавшее себя, унаследованное программное обеспечение; основной базой для этого служит использование современных технологий виртуализации, в частности, использование виртуальных компьютеров. В данной работе рассматривается методика применения виртуальных компьютеров в процессе прохождения курсов, связанных с компьютерными технологиями. В качестве иллюстрации использования рассматриваемой методики приводится практический пример изложения темы, связанной с рассмотрением архитектуры микропроцессоров и программированием на языке ассемблера. Чтобы не использовать дорогостоящее программное обеспечение, которое, к тому же, как правило, требует лицензии, применяется унаследованная утилита DEBUG. Данная утилита входит в состав свободно распространяемой операционной системы FreeDOS. Работа в данной системе позволяет учащимся одновременно усвоить необходимые навыки работы с командной строкой. Наиболее эффективным способом работы в операционной системе FreeDOS является установка ее на виртуальный компьютер. В данной работе для этой цели используется виртуальный компьютер Oracle VM VirtualBox. Все используемое программное обеспечение находится в свободном доступе, является бесплатным, не требует лицензии и не занимает больших объемов памяти на компьютере, что очень удобно для образовательных учреждений. На начальном этапе изучения архитектуры процессора наиболее полезна утилита DEBUG, которую можно использовать для ассемблирования и изучения работы небольших фрагментов программ, демонстрирующих программирование простых арифметических выражений. В то же время изучение этих фрагментов позволяет продемонстрировать основные методы использования разных типов регистров на этапе исполнения программ. Использование трассировки программ дает возможность детально изучить, к чему приводит действие каждой команды, и дает наглядное представление о работе микропроцессора. В работе отмечается также наличие двух разных типов виртуальных компьютеров, используемых в образовательном процессе. Одни из них обеспечивают эмуляцию реальных процессоров и компьютерных элементов, другие являются лишь программной реализацией процессоров стекового типа и используются для компиляции высокоуровневых программ в программы для процессоров определенного типа. Приведенное исследование позволяет сделать следующие выводы и дать соответствующие рекомендации. Использование низкоуровневых элементов программирования позволяет заложить прочную основу глубокого понимания сущности разработки программ и возможности реализации высокоэффективных методов программирования. В наиболее полном объеме использовать имеющийся инструментарий программных средств позволяет практическое внедрение виртуальных компьютеров. Исходя из этого рекомендуется как можно шире внедрять в практику использование технологий виртуализации и низкоуровневого программирования.

виртуализация, виртуальный компьютер, операционная система, утилита DEBUG, язык Ассемблера, архитектура микропроцессора, регистры

1. Обзор среды CLR [Электронный ресурс] / - Режим доступа: https://docs.microsoft.com/ruru/dotnet/standard/clr, свободный

2. Рудаков, П. И. Язык Ассемблера: уроки программирования. [Текст] / П. И. Рудаков, К. Г. Финогенов. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2001. - 640 с

3. FreeDOS [Электронный ресурс] / - Режим доступа: https://www.freedos.org/, свободный

4. Holcombe, J. Survey of operating systems -3rd ed. / J. Holcombe, C. Holcombe- NY: McGraw-Нill, 2012. - 432 p

5. Java Virtual Machine (JVM) PC [Электронный ресурс] / - Режим доступа: https://www.java.com/en/download/, свободный

6. VirtualBox [Электронный ресурс] / - Режим доступа: https://www.virtualbox.org/, свободный

7. VMware Workstation [Электронный ресурс] / - Режим доступа: https://www.vmware.com/ru/products/workstation-pro/workstation-pro-evaluation.html, свободный

8. Windows Virtual PC [Электронный ресурс] / - Режим доступа:https://www.microsoft.com/ruRU/download/details.aspx?id=3702, свободный